JP2003105309A

JP2003105309A - シリコンゴム製の球状体を用いた接着方法

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Publication number: JP2003105309A
Application number: JP2001302175A
Authority: JP
Inventors: Seiji Maruyama; 誠次丸山; Yoshikatsu Yamaguchi; 栄勝山口
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP5118279B2

Abstract

(57)【要約】【課題】きわめてコスト性に優れ、被着体を均一に加
圧することができる、シリコンゴム製の球状体を用いた
接着方法を提供すること。【解決手段】シリコンゴム製の球状体１０を用いた接
着方法であって、接着剤４０を介して複数の被着体３０
を積層する積層工程と、複数の被着体３０をシリコンゴ
ム製の球状体１０を介して加圧手段２０の加圧部に配置
する配置工程と、加圧手段２０によってシリコンゴム製
の球状体１０を圧縮変形させて複数の被着体３０を加圧
する加圧工程と、接着剤４０を硬化させる硬化工程とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンゴム製の
球状体を用いた接着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、航空機、自動車、船舶などの
各種輸送機器産業や一般産業において、接着剤を用い
て、被着体同士を接着する方法が種々提案され、実用化
されている。この接着の際には、（１）被着体の接着面
の表面処理を行う表面処理工程、（２）いずれか一方の
被着体の接着面または双方の被着体の接着面に、接着剤
を塗布（貼付）する接着剤塗布（貼付）工程、（３）被
着体同士を貼り合わせる貼合工程、（４）貼り合わせた
被着体を圧して固定（圧締）する圧締工程、（５）加熱
または養生によって接着剤を硬化させる接着剤硬化工
程、という工程を経るのが一般的である。

【０００３】ここで、（４）の圧締工程は、最適な接着
剤層を形成し、かつ、接着剤内に混入した気泡を除去す
るために必要不可欠な工程であり、貼り合わせた被着体
を均一に加圧することが要求される。この（４）の圧締
工程は、通常、接着剤の硬化が完了するまで（５）の接
着剤硬化工程と並行して行われており、例えば航空機部
品の製造の際には、オートクレーブと称される加圧・加
熱可能な圧力釜を使用して、圧締と接着剤硬化と同時に
行っている。また、一般には、Ｃ型クランプ（図６参
照）やプレス機（図７参照）などを使用して圧締を行っ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】航空機部品の製造工程
で使用されているオートクレーブは、曲面状の接着面に
も均一な圧力を加えることができる点で有効ではあるも
のの、設備が大型で特殊構造を有するため、設備構築コ
ストや運転コストが嵩んでいた。このため、小型部品同
士の接着や、汎用部品同士の接着に使用するには、コス
トが嵩みすぎて不向きであった。

【０００５】また、図６に示すようなＣ型クランプ１０
０を使用する場合には、加圧部１１０が被着体３００の
一部のみを加圧するため、被着体３００全体に均一な圧
力を加えることができなかった。また、加圧した際に、
被着体３００の被加圧部分の接着剤が押圧されて周囲に
流動することがあり、この後、接着剤の硬化反応による
体積収縮が生じると、この被加圧部分の接着剤が肉痩せ
し、結果的に充分な接着がなされないことがあった。

【０００６】また、圧締と同時に接着剤を加熱硬化させ
る場合には、Ｃ型クランプ１００のクランプ腕１２０が
熱膨張して加圧部１１０が加圧方向と反対方向に移動
し、結果的に充分な加圧がなされない場合があった。ま
た、加圧部１１０は、ネジなどで上下に移動させること
によって被着体３００を加圧しているが、この際に加え
る圧力の大きさ（以下、「加圧値」という）が不明であ
り、被着体や接着剤の種類に応じて適切な大きさの圧力
を加えることができなかった。

【０００７】また、図７に示すようなプレス機２００
は、平面状の接着面を有する被着体３００同士を接着す
る際には有効であるが、曲面状の接着面を有する被着体
同士を接着する際には、上下の圧力板２１０、２２０を
その曲面状の接着面に合わせて製作する必要があり、そ
の製作費が嵩んでしまっていた。

【０００８】本発明の課題は、きわめてコスト性に優
れ、被着体を均一に加圧することができるシリコンゴム
製の球状体を用いた接着方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明はシリコンゴム製の球状体を
用いた接着方法であって、例えば図１および図３に示す
ように、接着剤を介して複数の被着体を積層する積層工
程と、前記複数の被着体をシリコンゴム製の球状体を介
して加圧手段の加圧部に配置する配置工程と、前記加圧
手段によって前記球状体を圧縮変形させて前記複数の被
着体を加圧する加圧工程と、前記接着剤を硬化させる硬
化工程とを備えることを特徴とする。

【００１０】請求項１記載の発明によれば、シリコンゴ
ム製の球状体を介して被着体を加圧するため、オートク
レーブ等で使用されている流体による加圧方法を使用せ
ずに被着体に均一な圧力を加えることができる。従っ
て、設備構築コストや運転コストが嵩むことがなく、き
わめてコスト性に優れる。

【００１１】また、請求項１記載の発明によれば、シリ
コンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、被
着体全体に均一な圧力を加えることができる。従って、
被着体の一部のみが加圧されて局所的に接着剤の肉痩せ
が生じるということがない。この結果、充分な接着効果
がもたらされる。

【００１２】さらに、請求項１記載の発明によれば、シ
リコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、
シリコンゴム製の球状体の直径、硬度、押し潰し量など
を適宜変更して加圧値を求めておけば、このシリコンゴ
ム製の球状体の変形量によって被着体に加える圧力の大
きさを容易に設定することができる。

【００１３】さらにまた、請求項１記載の発明によれ
ば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧する
ため、被着体の接着面が曲面形状を呈する場合であって
も、このシリコンゴム製の球状体が被着体を支持すると
ともにその曲面形状に合わせて変形するため、均一な圧
力を加えることができる。従って、被着体の曲面形状の
接着面に合わせて治具を製作する必要がなく、コストが
嵩むことがない。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載のシ
リコンゴム製の球状体を用いた接着方法において、例え
ば図２および図４に示すように、前記硬化工程は、前記
接着剤を介して積層された前記複数の被着体を加熱する
とともに、前記球状体を加熱膨張させて前記複数の被着
体を加圧する加熱工程を備え、前記加熱工程の加圧値
は、室温下における前記球状体の圧縮変形量で設定され
ることを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の奏する作用効果に加え、シリコンゴム製の球
状体は、通常の加圧治具を構成する材料より熱膨張率が
大きいことに加え、熱硬化型接着剤の硬化温度より高い
温度下においても耐熱性を有しており熱膨張率が低下す
ることがないので、被着体を確実に加圧することができ
る。また、使用する加熱治具の材質と寸法が同じであれ
ば、加熱時工程の加圧値をモデル試験で調べることがで
き、その値は室温下における球状体の圧縮変形量で設定
することができる。この結果、容易に加圧値を設定する
ことができる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項２記載のシ
リコンゴム製の球状体を用いた接着方法において、例え
ば図５に示すように、前記圧縮変形量は、断面積一定の
容器に任意の高さまで充填された前記球状体を加圧して
計測されることを特徴とする。

【００１７】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の奏する作用効果に加え、（加圧値を設定す
る）圧縮変形量を、シリコンゴム製の球状体を断面積一
定の容器に任意の高さまで充填し加圧して計測するた
め、きわめて容易に加圧値を設定することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１９】[第１の実施の形態]本実施の形態では、図
１を用いて、シリコンゴム製の球状体１０およびＣ型ク
ランプ２０を使用して、被着体である２枚の平板３０同
士を接着する方法について説明する。

【００２０】まず、２枚の平板３０の各接着面の表面処
理を行う。この表面処理は、各接着面に付着して接着を
阻害する錆などの無機質や、手垢などの有機質を除去す
る目的で行うものである。表面処理の方法としては、各
接着面を研磨した後、溶剤で脱脂する機械的方法や、溶
剤脱脂を経て薬液を塗布する化学的方法などを挙げるこ
とができる。

【００２１】次いで、２枚の平板３０の各接着面に接着
剤４０を塗布し、これら接着面同士を貼り合せる（積層
工程）。本実施の形態では、エポキシ系のニ液型接着
剤、ポリウレタン系のニ液型接着剤、変性アクリル樹脂
系のニ液型接着剤などの常温硬化型の接着剤４０を使用
している。

【００２２】次いで、２枚の平板３０を貼り合せたもの
（以下、「積層体Ｐ１」という）を、図１に示すよう
に、Ｃ型クランプ２０の加圧部に配置する（配置工
程）。Ｃ型クランプ２０の加圧部は、クランプ腕２１
と、このクランプ腕２１の下側に配置された固定部２２
と、上側に配置された可動部２３とから構成されてお
り、可動部２３はネジ式ハンドル２４によって上下動可
能とされ、これら固定部２２と可動部２３との間に積層
体Ｐ１を配置した状態で可動部２３をネジ式ハンドル２
４によって下側（固定部２２側）に移動させることによ
って、積層体Ｐ１を加圧するものである。

【００２３】積層体Ｐ１をＣ型クランプ２０の加圧部に
配置する際には、図１に示すように、積層体Ｐ１とＣ型
クランプ２０の可動部２３との間に、複数のシリコンゴ
ム製の球状体（以下、「シリコンボール」という）１０
と、圧力板５０とを配置する。このシリコンボール１０
は、Ｃ型クランプ２０の可動部２３によって加えられた
圧力を積層体Ｐ１側へと伝達する略球状の圧力伝達媒体
である。本実施の形態では、このシリコンボール１０の
直径は４ｍｍ、硬度はＨｓ（デュロメータ硬度）５０と
している。

【００２４】圧力板５０としては、容易に変形しないよ
うに厚く補強された平板が使用されている。この圧力板
５０は、図１に示すようにシリコンボール１０の上側に
配置され、Ｃ型クランプ２０の可動部２３の圧力を均一
にシリコンボール１０に伝達するように機能する。な
お、図示されていないが、積層体Ｐ１の上方に配置した
シリコンボール１０が外部に飛び出さないように、積層
体Ｐ１の周囲には側壁が設けられている。

【００２５】次いで、Ｃ型クランプ２０の可動部２３を
ネジ式ハンドル２４によって固定部２２側に移動させ、
圧力板５０およびシリコンボール１０を介して、積層体
Ｐ１を加圧する（加圧工程）。この際に、シリコンボー
ル１０が積層体Ｐ１に与える圧力の大きさ（加圧値）
は、後述するように、シリコンボール１０を加圧して押
し縮めた割合（押し潰し率）によって設定することがで
きる。

【００２６】ここで、シリコンボール１０の「押し潰し
率」と「加圧値」との関係を示す実験結果を、図５およ
び表−１によって説明する。

【００２７】

【表−１】

【００２８】＜Ａ：一層平積み実験＞本実験では、ま
ず、図５（ａ）に示すように、万能試験機の容器５００
の底壁にシリコンボール１０を一層敷き詰め、この容器
５００にピストン６００を挿入してシリコンボール１０
の上部に配置し、このピストン６００によって下向きの
圧力を加えてシリコンボール１０の高さを押し縮めた状
態における、充填率、第１加圧値および第２加圧値を測
定した（一層平積み実験）。

【００２９】なお、本実験では、図５（ａ）、（ｂ）に
示すように、シリコンボール１０の初期高さＨ₀に対す
る押し潰し量ｈの割合（ｈ／Ｈ₀）×１００を「押し潰
し率（％）」と称することとする。また、本実験におい
て「充填率」とは、容器５００とピストン６００の下面
とによって囲まれた空間の容積に対する、シリコンボー
ル１０の容積の割合を意味することとする。

【００３０】また、本実験において「第１加圧値」と
は、非加熱時（室温時）においてシリコンボール１０が
ピストン６００の下面に与える圧力の大きさを意味する
こととし、「第２加圧値」とは、シリコンボール１０を
１８０℃で加熱して膨張させた場合に、シリコンボール
１０がピストン６００の下面に与える圧力の大きさを意
味することとする。この第２加圧値は、後述する第２お
よび第４の実施の形態で使用される。

【００３１】まず、ピストン６００によって下向きの圧
力を加えない状態（押し潰し率０％の状態）では、シリ
コンボール１０は元の形状が保持されており、この状態
におけるシリコンボール１０の充填率は、表−１に示す
ように５３．６％であった。なお、この状態における第
１加圧値は０kPaである（表−１参照）。

【００３２】次いで、押し潰し率０％の状態から、ピス
トン６００によってシリコンボール１０に下向きの圧力
を加えて、押し潰し率１０％の状態とした。この場合の
充填率は、表−１に示すように５９．６％とされ、この
状態における第１加圧値は、２２kPaであった（表−１
参照）。以下、同様の手順で、押し潰し率１５％および
２０％の場合の充填率と、第１加圧値を求めた（表−１
参照）。この後、シリコンボール１０を１８０℃で加熱
して、押し潰し率０％、１０％、１５％および２０％の
状態における第２加圧値を求めた（表−１参照）。

【００３３】＜Ｂ：フリー積み実験＞続いて、図５
（ｂ）に示すように、万能試験機の容器５００にシリコ
ンボール１０を投入し、振動を与えて調整しながら、こ
の容器５００の底壁から所定の高さ（初期高さＨ₀＝２
４（ｍｍ））に達するまでシリコンボール１０をフリー
に敷き詰め、この容器５００にピストン６００を挿入し
てシリコンボール１０の上部に配置し、このピストン６
００によって下向きの圧力を加えて種々押し潰し率を変
化させた場合において、充填率、第１加圧値および第２
加圧値を測定し、実験結果を表−１に示した（フリー積
み実験）。用語の定義および測定の手順は、「Ａ：一層
平積み実験」と同様であるので説明を省略する。

【００３４】以上の実験結果の「押し潰し率」と「第１
加圧値」との関係を利用して、加圧値を設定することが
できる。例えば、「Ｂ：フリー積み実験」の実験結果を
利用すると、加圧値を３４kPaに設定したい場合には、
押し潰し率を１０．４％とすればよく（表−１参照）、
加圧値を９８kPa程度に設定したい場合には、押し潰し
率を２０％程度とすればよい（表−１参照）。また、実
験結果の数値を利用して、補完法などによって「押し潰
し率」と「第１加圧値」との相関関係を近似関数で定め
ると、この近似関数を利用して、所要の加圧値を得るた
めの押し潰し率を近似的に求めることができる。

【００３５】なお、接着剤がエポキシ系またはゴム系の
場合には、圧締条件として、接触圧（６．９kPa〜１
３．７kPa）以上で加圧すればよいとされるが、通常、
被着体を貼り合せる際に接着剤層に気泡が混入するた
め、この気泡を除去する目的で前記接触圧の５倍（３４
kPa）以上で加圧するのが好ましい。

【００３６】次いで、前記した加圧工程を行いながら、
２枚の平板３０に挟まれた接着剤４０を常温硬化させる
（硬化工程）。この硬化に必要な時間は、接着剤４０の
種類による。以上の手順によって、２枚の平板３０同士
の接着を完了した。

【００３７】本実施の形態に係る接着方法によれば、シ
リコンボール１０を介して２枚の平板３０を貼り合わせ
た積層体Ｐ１を加圧するため、オートクレーブに代表さ
れるような気体による加圧方法を用いることなく積層体
Ｐ１に均一な圧力を加えることができる。従って、設備
構築コストや運転コストが嵩むことがない。また、シリ
コンボール１０は回収して再使用可能であるため、この
点でもきわめてコスト性に優れる。

【００３８】また、本実施の形態に係る接着方法によれ
ば、シリコンボール１０を介して積層体Ｐ１を加圧する
ため、積層体Ｐ１全面に均一な圧力を加えることができ
る。従って、従来のようにＣ型クランプ２０の可動部２
３によって加圧部分の接着剤が局所的に肉痩せすること
がなく、充分な接着効果がもたらされる。また、シリコ
ンボール１０を介して積層体Ｐ１を加圧するため、Ｃ型
クランプ２０のクランプ腕２１の熱膨張が生じた場合に
も、積層体Ｐ１に充分な圧力を加えることができる。

【００３９】さらに、本実施の形態に係る接着方法によ
れば、所定の実験結果による「押し潰し率」と「第１加
圧値」との関係を利用して、積層体Ｐ１に加える加圧値
を容易に設定することができる。

【００４０】[第２の実施の形態]次に、第２の実施の形
態について、図２を用いて説明する。本実施の形態は、
第１の実施の形態と同様にシリコンボール１０およびＣ
型クランプ２０を使用して、被着体である２枚の平板３
０同士を接着する方法であり、加熱によって接着剤を硬
化させるものである。

【００４１】本実施の形態においては、鉄合金製のＣ型
クランプ２０の可動部２３をネジ式ハンドル２４によっ
て固定部２２側に移動させ、圧力板５０およびシリコン
ボール１０を介して、積層体Ｐ１を加圧した後、これら
Ｃ型クランプ２０、圧力板５０、シリコンボール１０お
よび積層体Ｐ１を、加熱槽６０によって１８０℃で加熱
する（図２参照）。

【００４２】シリコンボール１０は、その材質から、−
５５℃〜２５０℃の温度に耐え得る優れた耐熱性を有し
（表−１参照）、かつ、加熱によって膨張するという特
性を有するので、加熱槽６０によって加熱されて膨張し
たシリコンボール１０によって、積層体Ｐ１はさらに加
圧される（第２加圧工程）。なお、本実施の形態で使用
したシリコンボール１０の熱膨張率は、表−１に示した
とおり、３．７５×１０^-4（mm/mm/℃）とした。

【００４３】ここで、前記したように、「Ａ：一層平積
み実験」および「Ｂ：フリー積み実験」では「押し潰し
率」毎の「第２加圧値」をも測定している（表−１参
照）ので、この「押し潰し率」と「第２加圧値」との関
係を利用して、加圧値を設定することができる。

【００４４】例えば、「Ｂ：フリー積み実験」の実験結
果を利用すると、加圧値を１２４kPaに設定したい場合
には、室温時の押し潰し率を１３．１％とすればよく
（表−１参照）、加圧値を２１２kPaに設定したい場合
には、室温時の押し潰し率を２０％程度とすればよい
（表−１参照）。また、実験結果の数値を利用して、補
完法などによって「押し潰し率」と「第２加圧値」との
相関関係を近似関数で定めると、この近似関数を利用し
て、所要の加圧値を得るための押し潰し率を近似的に求
めることができる。

【００４５】また、本実施の形態においては、熱硬化型
の接着剤４０’を使用しており、積層体Ｐを加熱槽６０
によって加熱することによって、この熱硬化型の接着剤
４０’を硬化させることができる。すなわち、前記した
第２加圧工程と硬化工程は、同時に行われることとな
る。熱硬化型の接着剤４０’としては、（一液型）エポ
キシ系、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹
脂系などの接着剤を挙げることができる。

【００４６】本実施の形態に係る接着方法によれば、シ
リコンボール１０を加熱して膨張させることによって、
積層体Ｐ１を確実に加圧することができる。また、接着
剤４０’が熱硬化型であるので、この接着剤４０’の硬
化と、シリコンボール１０の加熱膨張による加圧とを同
時に行うことができ、きわめて効率的である。また、所
定の実験結果による「押し潰し率」と「第２加圧値」と
の関係を利用して、積層体Ｐ１に加える加圧値を容易に
設定することができる。

【００４７】[第３の実施の形態]本実施の形態では、図
3を用いて、シリコンボール１０およびプレス機７０を
使用して、ハニカムコア８０の上下面に外板９１、９２
を接着してハニカムサンドイッチパネルを構成する方法
について説明する。ハニカムコア８０の上面側には、図
３に示すように凹部８１が設けられており、このハニカ
ムコア８０の上面に接着される上側外板９１は、この凹
部８１を有する上面形状と同一形状に成形されている。
また、ハニカムコア８０の下面には、平板状の下側外板
９２が接着される。

【００４８】まず、ハニカムコア８０、上側外板９１お
よび下側外板９２の各接着面の表面処理を行う。表面処
理は、第１の実施の形態で説明したものと同様の手法で
行うことができる。次いで、各接着面に接着剤４０を塗
布し、ハニカムコア８０の上面に上側外板９１を、ハニ
カムコア８０の下面に下側外板９２を、それぞれ貼り合
わせる（積層工程）。本実施の形態では、第１の実施の
形態と同様に常温硬化型の接着剤４０を使用している。

【００４９】次いで、ハニカムコア８０の上下面に上側
外板９１、下側外板９２を貼り合せたもの（以下、「積
層体Ｐ２」という）を、図３に示すように、プレス機７
０の加圧部に配置する（配置工程）。プレス機７０の加
圧部は、上下に移動可能な上側圧力板７１と、固定され
た下側圧力板７２とから構成されており、これら上側圧
力板７１と下側圧力板７２との間に積層体Ｐ２を配置し
た状態で上側圧力板７１を下側圧力板７２側に移動させ
ることによって、積層体Ｐ２を加圧するものである。

【００５０】ハニカムコア８０の上面側には凹部８１が
設けられているため、積層体Ｐ２の上面とプレス機７０
の上側圧力板７１との間には閉空間が形成されることと
なる。この閉空間内に、第１の実施の形態で使用したシ
リコンボール１０を充填する（図３参照）。

【００５１】次いで、プレス機７０の上側圧力板７１を
下側圧力板７２側に移動させ、シリコンボール１０を介
して、積層体Ｐ２を加圧する（加圧工程）。この際に、
シリコンボール１０が積層体Ｐ２に与える圧力の大きさ
（第１加圧値）は、第１の実施の形態で述べたとおり、
シリコンボール１０を加圧して押し縮めた割合（押し潰
し率）によって設定することができる。

【００５２】次いで、前記した加圧工程を行いながら、
ハニカムコア８０と上側外板９１との間、および、ハニ
カムコア８０と下側外板９２との間に介在させた接着剤
４０を常温硬化させる（硬化工程）。以上の手順によっ
て、ハニカムコア８０と上側外板９１と下側９２とを接
着させてハニカムサンドイッチパネルを構成した。

【００５３】本実施の形態に係る接着方法によれば、シ
リコンボール１０を介して凹部を有する上面形状を備え
る積層体Ｐ２を加圧しており、この凹部を有する上面形
状に合わせてシリコンゴム製の球状体１０が流動および
変形するため、積層体Ｐ２に均一な圧力を加えることが
できる。従って、プレス機７０の上側圧力板７１を、積
層体Ｐ２の上面形状に合わせて製作する必要がなく、コ
ストが嵩むことがない。

【００５４】[第４の実施の形態]次に、第４の実施の形
態について、図４を用いて説明する。本実施の形態は、
第３の実施の形態と同様に、シリコンボール１０および
プレス機７０を使用して、ハニカムコア８０の上下面に
外板９１、９２を接着してハニカムサンドイッチパネル
を構成する方法であり、加熱によって接着剤を硬化させ
るものである。

【００５５】本実施の形態においては、プレス機７０の
上側圧力板７１を下側圧力板７２側に移動させ、シリコ
ンボール１０を介して、積層体Ｐ２を加圧した後、これ
らプレス機７０、シリコンボール１０および積層体Ｐ２
を、加熱槽６０によって１８０℃で加熱する（図４参
照）。この加熱によって、シリコンボール１０を膨張さ
せて積層体Ｐ２を加圧する（第２加圧工程）。この際
に、シリコンボール１０が積層体Ｐ２に与える圧力の大
きさ（第２加圧値）は、第２の実施の形態と同様に、シ
リコンボール１０を加圧して押し縮めた割合（押し潰し
率）によって設定することができる。

【００５６】また、本実施の形態においては、第２の実
施の形態と同様に、熱硬化型の接着剤４０’を使用して
おり、積層体Ｐを加熱槽６０によって加熱することによ
って、この熱硬化型の接着剤４０’を硬化させることが
できる。すなわち、前記した第２加圧工程と硬化工程
は、同時に行われることとなる。

【００５７】本実施の形態に係る接着方法によれば、シ
リコンボール１０を加熱して膨張させることによって、
積層体Ｐ２を確実に加圧することができる。また、接着
剤４０’が熱硬化型であるので、この接着剤４０’の硬
化と、シリコンボール１０の加熱膨張による加圧とを同
時に行うことができ、きわめて効率的である。また、所
定の実験結果による「押し潰し率」と「第２加圧値」と
の関係を利用して、積層体Ｐ２に加える第２加圧値を容
易に設定することができる。

【００５８】なお、第３および第４の実施の形態におい
ては、ハニカムコア８０の凹部８１の形状を、図３およ
び図４に示すように断面形状が台形状のものとしたが、
これに限られるものではなく、積層体Ｐ２とプレス機７
０の上側圧力板７１との間に閉空間が形成されるもので
あれば、いかなる形状でも、シリコンボール１０を適用
して、均一な圧力を加えることができる。

【００５９】以上の実施の形態において、シリコンボー
ル１０の充填率、押し潰し率、直径、硬度、熱膨張率、
加熱温度を変更すると、このシリコンボール１０による
加圧力の大きさ（加圧値）が変化するが、図５および表
−１に示したフリー積み実験で得た実験結果によって適
切な加圧値を設定することができる。実際の製造過程で
は、室温下における押し潰し率を設定することによって
加圧値を設定することができ、作業が容易となる。

【００６０】ここで、シリコンボール１０の積込高さは
充填率に関係し、充填率は加圧値に関係するが、この充
填率は、積込高さをある程度増加させるとほぼ一定の値
に収束する。従って、シリコンボール１０の積込高さが
一定の値以上になると、加圧値の変化は無視できる程度
まで小さくなる。このため、シリコンボール１０の積込
高さを前記フリー積み実験における値（２４ｍｍ）と同
一の値に設定する必要はなく、この値以上にシリコンボ
ール１０を積み込んだ場合においても、前記フリー積み
実験における値とほぼ等しい加圧値を得ることができ
る。

【００６１】また、一層平積み実験における加圧値は、
フリー積み実験における加圧値と比較すると小さいが、
これらの差が最大となる押し潰し率１０％の場合におい
ても、一層平積み実験における加圧値は、フリー積み実
験における加圧値の６０％程度の大きさを有し、これら
の差はさほど大きくなく、複数層積み重ねればこれらの
差はさらに小さくなる。このため、シリコンボール１０
の積込高さが前記フリー積み実験における値（２４ｍ
ｍ）以下であっても、前記した最小接触圧の範囲を考慮
すれば、接着に著しい不都合をもたらすものではない。

【００６２】すなわち、実物の加圧値と押し潰し率とを
決定するのにその実物に模して試験を行う必要はなく、
図５の（ａ）または（ｂ）に示すように、断面積一定の
容器にシリコンゴム製の球状体を充填して負荷を一様に
分布させて圧縮するモデル試験を行えば充分である。

【００６３】また、本実施の形態で使用したシリコンボ
ール１０は、複合材成形の際の中子としても利用するこ
とができる。具体的には、シリコンボール１０を袋体に
充填し、治具によって所定形状に整えた状態で袋体内を
排気して形状を固定し、離型剤を介してプリプレグを外
側に配置し、これらを真空バッグフィルムで被覆し、こ
の被覆した部分を排気しつつ加熱してプリプレグを硬化
させる。プリプレグに小孔を設けておき、破った袋体と
シリコンボール１０とをこの小孔から取り出せばよい。

【００６４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、シリコン
ゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、従来使
用していたオートクレーブを使用せずに被着体に均一な
圧力を加えることができる。従って、設備構築コストや
運転コストが嵩むことがなく、きわめてコスト性に優れ
る。

【００６５】また、請求項１記載の発明によれば、シリ
コンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、被
着体全体に均一な圧力を加えることができる。従って、
被着体の一部のみが加圧されて局所的に接着剤の肉痩せ
が生じることがない。この結果、充分な接着効果がもた
らされる。

【００６６】さらに、請求項１記載の発明によれば、シ
リコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、
シリコンゴム製の球状体の直径、硬度、押し潰し率など
を適宜変更することによって、被着体に加える圧力の大
きさ（加圧値）を自在に設定することができる。従っ
て、被着体や接着剤の種類に応じて適切な加圧値を設定
することができる。

【００６７】さらにまた、請求項１記載の発明によれ
ば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧する
ため、被着体の接着面が曲面形状を呈する場合であって
も、その曲面形状に合わせてシリコンゴム製の球状体が
流動および変形するため、均一な圧力を加えることがで
きる。従って、被着体の曲面状の接着面に合わせて治具
を製作する必要がなく、コストが嵩むことがない。

【００６８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果を奏するのは勿論のこと、シリコンゴム
製の球状体を加熱して膨張させることによって被着体を
加圧する工程を備えるため、被着体を確実に加圧するこ
とができる。また、シリコンゴム製の球状体の押し潰し
率によって、被着体に加える圧力の大きさ（加圧値）を
より精確に設定することができる。従って、被着体や接
着剤の種類に応じて最適な加圧値を設定して、きわめて
高精度に接着を行うことができる。

【００６９】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果を奏するのは勿論のこと、（加圧値を設
定する）圧縮変形量を、シリコンゴム製の球状体を断面
積一定の容器に任意の高さまで充填し加圧して計測する
ため、きわめて容易に加圧値を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る接着方法を説
明するためのものであり、Ｃ型クランプとシリコンボー
ルとを用いて積層体を加圧している状態を示す側面図で
ある。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る接着方法を説
明するためのものであり、積層体を加熱槽によって加熱
してさらに加圧している状態を示す側面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る接着方法を説
明するためのものであり、プレス機とシリコンボールと
を用いて積層体を加圧している状態を示す側面図であ
る。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る接着方法を説
明するためのものであり、積層体を加熱槽によって加熱
してさらに加圧している状態を示す側面図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る接着方法で利用する
シリコンボールの押し潰し率と加圧値との関係を調べる
実験を説明するためのものであり、（ａ）は一層平積み
実験の概念図であり、（ｂ）はフリー積み実験の概念図
である。

【図６】Ｃ型クランプを使用した従来の接着方法を説明
するための斜視図である。

【図７】プレス機を使用した従来の接着方法を説明する
ための側面図である。

【符号の説明】

１０シリコンボール２０Ｃ型クランプ２１クランプ腕２２固定部２３可動部２４ネジ式ハンドル３０平板４０常温硬化型の接着剤４０’ 熱硬化型の接着剤５０圧力板６０加熱槽７０プレス機７１上側圧力板７２下側圧力板８０ハニカムコア８１凹部９１上側外板９２下側外板１００Ｃ型クランプ１１０可動部１２０クランプ腕２００プレス機２１０上側圧力板２２０下側圧力板３００被着体５００万能試験機の容器６００万能試験機のピストンＰ１積層体Ｐ２積層体Ｈ₀ 初期高さｈ押し潰し量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接着剤を介して複数の被着体を積層する積
層工程と、前記複数の被着体をシリコンゴム製の球状体を介して加
圧手段の加圧部に配置する配置工程と、前記加圧手段によって前記球状体を圧縮変形させて前記
複数の被着体を加圧する加圧工程と、前記接着剤を硬化させる硬化工程とを備えることを特徴
とするシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法。
【請求項２】前記硬化工程は、前記接着剤を介して積層された前記複数の被着体を加熱
するとともに、前記球状体を加熱膨張させて前記複数の
被着体を加圧する加熱工程を備え、前記加熱工程の加圧値は、室温下における前記球状体の圧縮変形量で設定されるこ
とを特徴とする請求項１記載のシリコンゴム製の球状体
を用いた接着方法。
【請求項３】前記圧縮変形量は、断面積一定の容器に任意の高さまで充填された前記球状
体を加圧して計測されることを特徴とする請求項２記載
のシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法。